В правильной треугольной призме АВСА′B′C′ сторона основания АВ равна 6, а боковое ребро АА′ равно 3. На ребре АВ отмечена точка К так, что АК = 1. Точки
а) Докажите, что прямая ВМ перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите расстояние от точки С до плоскости γ.
а) Построим сечение призмы плоскостью γ. Проведём КР || АС, CP = 1. Проведём PL, проведём LR || AC,
Проведём RK. Трапеция LPKR — искомое сечение. Сечение параллельно АС по признаку параллельности прямой к плоскости.
Введём систему координат, как показано на рисунке. В этой системе координат: В(0; 0; 0), С(0; 6; 0), В'(0; 0; 3), C'(0; 6; 3),
P(0; 5; 0),
Тогда
Откуда получаем:
Так как и
получаем, что
б) Далее заметим, что плоскость сечения перпендикулярна вектору найдем уравнение плоскости и вычислим расстояние от точки до плоскости.
Найдём свободный член D в уравнении плоскости подставив координаты точки К:
поэтому
Упростив уравнение плоскости, получим:
Тогда для искомого расстояния получаем:
Приведем другое решение.
а) Четырёхугольник RLPK — искомое сечение. Проведём плоскость B'MTB. Имеем:
Рассмотрим прямоугольник BB'MT. Заметим, что LR — средняя линия треугольника A'B'C', тогда F' — середина B'M, тогда
(ΔBKF ~ ΔBAT):
Пусть теперь Тогда
На продолжении TB за точку B отметим точку F'', такую, что Тогда
и
Далее,
По обратной теореме Пифагора, треугольник FF'F'' прямоугольный следовательно,
б) Заметим, что поскольку то
Пусть основанием перпендикуляра опущенного из T на γ будет являться точка S. Тогда TS || BM || F''F'. Таким образом, треугольники FTS и FF''F' будут подобны. Следовательно,
откуда
Ответ: б)
Еще один подход к решению задачи, не использующий метод координат, укажем на примере задачи 514653.

